低SAR天线装置及电子设备的制作方法

文档序号:29165859发布日期:2022-03-09 02:30阅读:160来源:国知局
低SAR天线装置及电子设备的制作方法
低sar天线装置及电子设备
技术领域
1.本技术实施例涉及天线技术领域,特别涉及一种低sar天线装置及电子设备。


背景技术:

2.随着通信技术的不断发展,手机等电子设备的无线性能受到越来越多的关注,因而,天线技术在电子设备上的应用愈加广泛,需求也越来越高。但是,当人体部位靠近天线时,天线会对人体产生辐射。
3.比吸收率(specific absorption rate,sar)可以用来表示天线对人体辐射的大小。目前,一般用人体靠近电子设备5mm或者0mm距离的sar值来衡量天线对人体辐射的大小,其中,0mm状态下的sar值比5mm状态下的sar值更高,对人体辐射更大。一般地,天线的发射功率较大时,对人体产生的辐射较大,天线的发射功率较小时,对人体产生的辐射较小,但同时会导致信号较差。相关技术中,为了降低天线的sar值,同时也会改变天线在自由空间的辐射性能,因此,如何降低天线在距离人体0mm状态下的sar值却不改变天线自由空间的辐射性能是天线领域所要面临解决的一个极为重要的问题。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供一种低sar天线装置及电子设备,能够在降低低sar天线装置在距离人体0mm状态下的sar值的同时,不改变低sar天线装置在自由空间下的辐射性能,从而能够提升低sar天线装置的辐射效果。
5.第一方面,本技术实施例提供一种低sar天线装置,该低sar天线装置应用于电子设备,所述低sar天线装置至少包括:至少一个主辐射单元以及至少一个馈电源;还包括:至少一个副辐射单元,所述副辐射单元的一端与所述主辐射单元相连,所述副辐射单元的另一端与所述馈电源相连;所述馈电源分别为所述主辐射单元以及所述副辐射单元馈电,且所述副辐射单元在所述主辐射单元的工作频率上不产生谐振。
6.本技术实施例提供的低sar天线装置,该低sar天线装置通过设置至少一个副辐射单元,将副辐射单元的一端与主辐射单元相连,将副辐射单元的另一端与馈电源相连,使得至少一个馈电源分别为至少一个主辐射单元以及副辐射单元馈电,另外由于副辐射单元在主辐射单元的工作频率上不产生谐振,这样,低sar天线装置在自由空间状态下,主辐射单元工作在谐振状态下时,副辐射单元的谐振频率远离主辐射单元的工作频率,即副辐射单元工作在非谐振状态下,此时,低sar天线装置的大部分能量由主辐射单元辐射出来,副辐射单元的辐射能量占比很小,因而副辐射单元对主辐射单元的性能影响极其小。而当主辐射单元靠近人体时,主辐射单元的一部分能量会被人体反射回来,由于主辐射单元一部分能量被反射,一部分能量被人体吸收,因而主辐射单元的辐射能量占比会减弱很多,副辐射单元的辐射能量占比相对大大增强,因而能够实现主辐射单元的0mm sar值的降低。因此,本技术实施例能够在降低低sar天线装置在距离人体0mm状态下的sar值的同时,不改变低sar天线装置在自由空间下的辐射性能,从而能够提升低sar天线装置的辐射效果。
7.在一种可能的实现方式中,所述副辐射单元的谐振频率为所述主辐射单元的谐振频率的1倍至3倍。副辐射单元的谐振频率太小时,对低sar天线装置的自由空间状态会产生影响,副辐射单元的谐振频率太大时,副辐射单元的辐射能力较小,从而导致低sar天线装置的辐射效果较差。副辐射单元的谐振频率为主辐射单元的谐振频率的1倍至3倍时,既不会对低sar天线装置的自由空间状态产生影响,还能确保低sar天线装置的辐射效果。
8.在一种可能的实现方式中,还包括:第一传输线以及第二传输线;所述副辐射单元的数量为一个;所述第一传输线的一端与所述主辐射单元相连,所述第一传输线的另一端与所述副辐射单元相连;所述第二传输线的一端与所述副辐射单元相连,所述第二传输线的另一端与所述馈电源相连。当副辐射单元的数量为一个时,这样即可确保副辐射单元的一端与主辐射单元相连,副辐射单元的另一端与馈电源相连,从而确保馈电源能够分别为主辐射单元以及副辐射单元串联馈电。
9.在一种可能的实现方式中,所述第一传输线的长度为所述第一传输线的1/8波长至1倍波长之间。当主辐射单元靠近人体时,主辐射单元的辐射能量占比减弱很多,此时副辐射单元位于第一传输线和第二传输线的驻波电流的最大点附近,能够使得副辐射单元的辐射能力大大增强。而第一传输线的长度为第一传输线的1/8波长至1倍波长之间,即可确保副辐射单元位于第一传输线和第二传输线的驻波电流的最大点附近。
10.在一种可能的实现方式中,所述第一传输线的长度为所述第一传输线的1/8波长至1/2波长之间。第一传输线的长度为第一传输线的1/8波长至1/2波长之间,能够缩短副辐射单元位于第一传输线和第二传输线的驻波电流的最大点附近时的范围,从而能够进一步提升副辐射单元的辐射能力。
11.在一种可能的实现方式中,还包括:匹配电路;所述匹配电路的一端与所述主辐射单元相连,所述匹配电路的另一端与第一传输线相连。通过在低sar天线装置中设置匹配电路,能够增加低sar天线装置的可实现功能,进而能够增加具有该低sar天线装置的电子设备的可实现功能。
12.在一种可能的实现方式中,所述匹配电路至少包括:电容、电感或者电阻中的任意一种或多种。
13.在一种可能的实现方式中,还包括:位于所述第一传输线和所述第二传输线之间的第三传输线;所述副辐射单元的数量为两个;两个所述副辐射单元中的其中一者的一端与所述第一传输线相连,两个所述副辐射单元中的其中一者的另一端与所述第三传输线相连;两个所述副辐射单元中的另一者的一端与所述第三传输线相连,两个所述副辐射单元中的另一者的另一端与所述第二传输线相连。
14.当副辐射单元的数量为两个时,这样即可确保两个副辐射单元相互串联,两个副辐射单元中的其中一者与主辐射单元相连,两个副辐射单元中的另一者与馈电源相连,从而确保馈电源能够同时分别为主辐射单元以及两个副辐射单元串联馈电。
15.在一种可能的实现方式中,还包括:第四传输线以及第五传输线;所述副辐射单元的数量为两个;所述第四传输线的一端与所述主辐射单元相连,所述第四传输线的另一端与两个所述副辐射单元中的其中一者的一端相连;所述第五传输线的一端与两个所述副辐射单元中的其中一者的另一端相连,所述第五传输线的另一端与所述馈电源相连;两个所述副辐射单元中的另一者的一端与所述第一传输线相连,两个所述副辐射单元中的另一者
的另一端与所述第二传输线相连。
16.当副辐射单元的数量为两个时,这样即可确保两个副辐射单元相互并联,两个副辐射单元中的其中一者分别与主辐射单元以及馈电源相连,两个副辐射单元中的另一者分别与主辐射单元以及馈电源相连,从而确保馈电源能够同时分别为主辐射单元以及两个副辐射单元馈电。
17.第二方面,本技术实施例提供一种电子设备,该电子设备至少包括:显示屏、后壳以及位于所述显示屏和所述后壳之间的中框,还包括:上述任一所述的低sar天线装置;所述中框为金属中框,且所述金属中框至少包括金属边框,所述金属边框形成所述低sar天线装置中的至少一个主辐射单元。
18.本技术实施例提供的电子设备,该电子设备至少包括低sar天线装置,该低sar天线装置通过设置至少一个副辐射单元,将副辐射单元的一端与主辐射单元相连,将副辐射单元的另一端与馈电源相连,使得至少一个馈电源分别为至少一个主辐射单元以及副辐射单元馈电,另外由于副辐射单元在主辐射单元的工作频率上不产生谐振,这样,低sar天线装置在自由空间状态下,主辐射单元工作在谐振状态下时,副辐射单元的谐振频率远离主辐射单元的工作频率,即副辐射单元工作在非谐振状态下,此时,低sar天线装置的大部分能量由主辐射单元辐射出来,副辐射单元的辐射能量占比很小,因而副辐射单元对主辐射单元的性能影响极其小。而当主辐射单元靠近人体时,主辐射单元的一部分能量会被人体反射回来,由于主辐射单元一部分能量被反射,一部分能量被人体吸收,因而主辐射单元的辐射能量占比会减弱很多,副辐射单元的辐射能量占比相对大大增强,因而能够实现主辐射单元的0mm sar值的降低。因此,本技术实施例能够在降低低sar天线装置在距离人体0mm状态下的sar值的同时,不改变低sar天线装置在自由空间下的辐射性能,从而能够提升低sar天线装置的辐射效果。
19.在一种可能的实现方式中,所述低sar天线装置中的副辐射单元为金属片。
20.在一种可能的实现方式中,所述金属中框还包括:金属中板;所述金属边框围绕所述金属中板的外周设置;且所述低sar天线装置的副辐射单元与所述金属中板之间的垂直距离为0.5mm-3mm。这样能够在确保低sar天线装置的副辐射单元悬空设置的同时,保证副辐射单元的辐射性能。
附图说明
21.图1为本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图;图2为图1的爆炸图;图3为本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图;图4为图3所示的电子设备中低sar天线装置的结构示意图;图5为现有技术中的天线装置与中框相配合时的局部结构示意图;图6为本技术一实施例提供的低sar天线装置与中框相配合时的局部结构示意图;图7为本技术一实施例提供的低sar天线装置靠近人体时的结构示意图;图8为本技术一实施例提供的低sar天线装置在自由空间状态下的工作状态示意图;图9为本技术一实施例提供的低sar天线装置靠近人体时的工作状态示意图;
图10为本技术一实施例提供的低sar天线装置的结构示意图;图11为本技术一实施例提供的低sar天线装置的结构示意图;图12为本技术一实施例提供的低sar天线装置相比于现有技术中的天线装置在自由空间状态下的反射系数曲线对比图;图13为本技术一实施例提供的低sar天线装置相比于现有技术中的天线装置在自由空间状态下的天线效率曲线对比图;图14为现有技术中的天线装置在自由空间状态下时在2.45ghz下的辐射方向图;图15为本技术一实施例提供的低sar天线装置在自由空间状态下时在2.45ghz下的辐射方向图;图16为本技术一实施例提供的低sar天线装置相比于现有技术中的天线装置在人体0mm状态下的反射系数曲线对比图;图17为本技术一实施例提供的低sar天线装置相比于现有技术中的天线装置在人体0mm状态下的天线效率曲线对比图;图18为现有技术中的天线装置在人体0mm状态下的sar热点图;图19为本技术一实施例提供的低sar天线装置在人体0mm状态下的sar热点图。
22.附图标记说明:100-低sar天线装置;
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110-主辐射单元;
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120-馈电源;130-副辐射单元;
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140-第一传输线;
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150-第二传输线;160-匹配电路;
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170-第三传输线;
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180-第四传输线;190-第五传输线;
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200-电子设备;
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210-显示屏;211-第一开孔;
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220-中框;
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221-金属中板;222-边框;
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2221-顶边框;
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2222-底边框;2223-左侧边框;
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2224-右侧边框;
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230-电路板;240-电池;
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250-后壳;
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251-第二开孔;260-前置摄像模组;
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270-后置摄像模组;
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300-人体;310-传输线。
具体实施方式
23.本技术的实施方式部分使用的术语仅用于对本技术的具体实施例进行解释,而非旨在限定本技术,下面将结合附图对本技术实施例的实施方式进行详细描述。
24.本技术实施例提供一种电子设备,可以包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,umpc)、手持计算机、对讲机、上网本、销售点(point of sales,pos)机、个人数字助理(personal digital assistant,pda)、可穿戴设备、虚拟现实设备、无线u盘、蓝牙音响/耳机、或车载前装、行车记录仪、安防设备等具有天线的移动或固定终端。
25.其中,参照图1和图2所示,本技术实施例中,以手机为上述电子设备为例进行说明,本技术实施例提供的手机可以为曲面屏手机也可以为平面屏手机,本技术实施例中以平面屏手机为例进行说明。图1和图2分别示出了手机的整体结构和拆分结构,本技术实施例提供的手机的显示屏210可以为水滴屏、刘海屏、全面屏或者挖孔屏(参见图1所示),例
如,显示屏210上开设有第一开孔211,下述描述以挖孔屏为例进行说明。
26.参见图2所示,手机可以包括:显示屏210、中框220、后壳250和位于中框220和后壳250之间的电池240,其中,电池240可以设在中框220朝向后壳250的一面上(如图2所示),或者电池240可以设置在中框220朝向显示屏210的一面上,例如中框220朝向后壳250的一面可以具有电池仓(图中未示出),电池240安装在电池仓中。
27.在一些其它的示例中,手机还可以包括电路板230,其中,电路板230可以设置在中框220上,例如,电路板230可以设置在中框220朝向后壳250的一面上(如图2所示),或者电路板230可以设置在中框220朝向显示屏210的一面上,显示屏210和后壳250分别位于中框220的两侧。
28.其中,电池240可以通过电源管理模块与充电管理模块和电路板230相连,电源管理模块接收电池240和/或充电管理模块的输入,并为处理器、内部存储器、外部存储器、显示屏210、摄像模组(例如图2中的前置摄像模组260和后置摄像模组270)以及通信模块等供电。电源管理模块还可以用于监测电池240容量,电池240循环次数,电池240健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其他一些实施例中,电源管理模块也可以设置于电路板230的处理器中。在另一些实施例中,电源管理模块和充电管理模块也可以设置于同一个器件中。
29.当手机为平面屏手机时,显示屏210可以为有机发光二极管(organic light-emitting diode,oled)显示屏,也可以为液晶显示屏(liquid crystal display,lcd),当手机为曲面屏手机时,显示屏210可以为oled显示屏。
30.继续参照图2,中框220可以包括金属中板221和边框222,边框222围绕金属中板221的外周设置一周。一般地,边框222可以包括顶边框2221、底边框2222、左侧边框2223和右侧边框2224,顶边框2221、底边框2222、左侧边框2223和右侧边框2224围成方环结构的边框222。其中,金属中板221的材料包括但不限于为铝板、铝合金、不锈钢、钢铝复合压铸板、钛合金或镁合金等。边框222可以为金属边框,也可以为陶瓷边框,还可以为玻璃边框。当边框222为金属边框时,金属边框的材料包括但不限于为铝合金、不锈钢、钢铝复合压铸板或钛合金等。其中,金属中板221和边框222之间可以卡接、焊接、粘合或一体成型,或者金属中板221与边框222之间可以通过注塑固定相连。
31.参照图2所示,顶边框2221和底边框2222相对设置,左侧边框2223与右侧边框2224相对设置,顶边框2221分别与左侧边框2223的一端和右侧边框2224的一端呈圆角连接,底边框2222分别与左侧边框2223的另一端和右侧边框2224的另一端呈圆角连接,从而共同形成一圆角矩形区域。后壳接地面设置于圆角矩形区域内,并分别与顶边框2221、底边框2222、左侧边框2223以及右侧边框2224连接。可以理解的是,后壳接地面可以为手机的后壳250。
32.后壳250可以为金属后壳,也可以为玻璃后壳,还可以为塑料后壳,或者,还可以为陶瓷后壳,本技术实施例中,对后壳250的材质并不加以限定,也不限于上述示例。
33.需要说明的是,在一些示例中,手机的后壳250可以与边框222相连形成一体成型(unibody)后壳,例如手机可以包括:显示屏210、金属中板221和后壳,后壳可以为边框222和后壳250一体成型(unibody)形成的后壳,这样电路板230和电池240位于金属中板221和后壳围成的空间中。
34.另外,在一种可能的实现方式中,后壳250上还可以设置有第二开孔251,以作为后
置摄像模组270的透光区。同样,显示屏210上的第一开孔211也可以作为前置摄像模组260的透光区。
35.需要说明的是,在本技术实施例中,上述电子设备也可以为如图3所示的平板电脑。具体地,参照图3所示,平板电脑至少可以包括:显示屏210以及中框220,其中,中框220可以包括:金属中板221和边框222,边框222围绕金属中板221的外周设置一周。
36.可以理解的是,本技术实施例示意的结构并不构成对电子设备200的具体限定。在本技术实施例的另一些实施例中,电子设备200可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
37.为了实现电子设备的通信功能,在电子设备上可以设置有天线,以通过天线对信号进行发射和接收。电子设备在实际使用场景下的天线性能水平直接关系着用户的实际体验。目前,电子设备大多应用金属边框、玻璃后壳的工业设计(industry design,id),由于金属边框尺寸有限而且天线环境紧张,某些频段的天线只能激励金属边框的单个模式以尽量小型化,因此,采用金属边框设计的天线,其性能受人体部位的影响较大。由于人体部位属于电介质,当头和手等人体部位靠近天线时,天线会对人体产生辐射。而天线的发射功率较大时可能对人体产生的辐射较大,天线的发射功率较小时又可能导致信号较差。
38.比吸收率(specific absorption rate,sar)可以用来表示天线对人体辐射的大小。由于sar值的法规限制,天线的功率无法做的很高。在天线的sar值较小时,天线的发射功率可以更高而对人体的辐射更小,从而提升信号的质量。
39.目前,一般用人体靠近电子设备5mm或者0mm距离的sar值来衡量天线对人体辐射的大小,其中,0mm状态下的sar值比5mm状态下的sar值更高,对人体辐射更大。一般地,天线的发射功率较大时,对人体产生的辐射较大,天线的发射功率较小时,对人体产生的辐射较小,但同时会导致信号较差。相关技术中,为了降低天线的sar值,同时也会改变天线在自由空间的辐射性能,因此,如何降低天线在距离人体0mm状态下的sar值却不改变天线自由空间的辐射性能是天线领域所要面临解决的一个极为重要的问题。
40.基于此,本技术实施例提供一种新的低sar天线装置以及具有该低sar天线装置的电子设备,该低sar天线装置可应用于电子设备(例如手机或电脑等)中,用于解决上述技术问题。该低sar天线装置通过设置至少一个副辐射单元,副辐射单元的一端与主辐射单元相连,副辐射单元的另一端与馈电源相连,馈电源分别为主辐射单元以及副辐射单元馈电,且副辐射单元的谐振频率在主辐射单元的工作频率上不产生谐振,能够在降低低sar天线装置在距离人体0mm状态下的sar值的同时,不改变低sar天线装置在自由空间下的辐射性能,从而能够提升低sar天线装置的辐射效果以及辐射效率,进而而能够提升用户的使用效果。
41.需要说明的是,本技术提供的低sar天线装置适用于采用以下任意一种或多种通信技术的电子设备,例如,长期演进(long term evolution,lte)通信技术、wi-fi通信技术、5g通信技术、sub-6g通信技术以及未来其它通信技术等。
42.下面结合具体附图,对该低sar天线装置的具体结构进行详细介绍(以下各实施例不突出通信网络的需求,仅以频率大小说明低sar天线装置的工作特性)。
43.参照图4所示,本技术实施例提供一种低sar天线装置100,该低sar天线装置100应用于电子设备200(参见图3所示),具体地,该低sar天线装置100至少可以包括:至少一个主
辐射单元110、至少一个馈电源120以及至少一个副辐射单元130,其中,副辐射单元130的一端与主辐射单元110相连,副辐射单元130的另一端与馈电源120相连,以使得馈电源120分别为主辐射单元110以及副辐射单元130馈电。
44.可以理解的是,本技术实施例对主辐射单元110的天线形式并不加以限定,例如主辐射单元110可以是单极天线、倒置天线或者环形天线等。
45.相比于如图5所示的现有技术中的天线装置,本技术实施例提供的低sar天线装置100中增加了副辐射单元130(参见图6和图7所示),具体地,在主辐射单元110和馈电源120之间串联了副辐射单元130,而且,副辐射单元130在主辐射单元110的工作频率上不产生谐振。
46.由于副辐射单元130在主辐射单元110的工作频率上不产生谐振,这样,低sar天线装置100在自由空间状态下,主辐射单元110工作在谐振状态下时,副辐射单元130的谐振频率远离主辐射单元110的工作频率,即副辐射单元130工作在非谐振状态下。图8为本技术实施例提供的低sar天线装置100在自由空间状态下的天线能量占比示意图。此时,如图8所示,低sar天线装置100的大部分能量由主辐射单元110辐射出来,副辐射单元130的辐射能量占比很小,因而副辐射单元130对主辐射单元110的性能影响极其小。
47.而当主辐射单元110靠近人体300时(参见图7所示),主辐射单元110的一部分能量会被人体300反射回来,由于主辐射单元110一部分能量被反射,一部分能量被人体300吸收。图9为本技术实施例提供的低sar天线装置100在人体0mm状态下的天线能量占比示意图。此时,如图9所示,主辐射单元110的辐射能量占比会减弱很多,副辐射单元130的辐射能量占比相对大大增强,因而能够实现主辐射单元110的0mm sar值的降低。因此,本技术实施例能够在降低低sar天线装置100在距离人体300为0mm状态下的sar值的同时,不改变低sar天线装置100在自由空间下的辐射性能,从而能够提升低sar天线装置100的辐射效果。
48.需要说明的是,在本技术实施例中,电子设备200的中框220可以为金属中框,其中,金属中框至少可以包括金属边框,金属边框可以形成金属边框天线,金属边框天线作为低sar天线装置100中的至少一个主辐射单元110。
49.具体地,金属边框天线可以是位于金属边框上的主辐射单元110,通过在金属边框上开设缝隙以形成主辐射单元110,换句话说,金属边框天线即在金属边框上开缝形成的槽天线。该槽天线可以包括用缝隙隔开的第一部分,第二部分,第三部分,其中,第一部分与第二部分之间、第二部分与第三部分之间以及第三部分与第一部分之间可以填充有非导电材料。这样,主辐射单元110可以为电子设备200的金属边框通过断开两个断缝而形成的金属辐射体。
50.在实际应用时,缝隙的位置可以根据需要改变,各缝隙内可以采用非导电材料(例如塑胶)填充,以保证金属边框在外观上的完整性。通过灵活设置金属边框上的缝隙的开设位置,可以在保证天线辐射性能的同时,实现不同需求的外观设计,有利于提升电子设备200的产品品质。
51.另外,可以理解的是,馈电源120的馈电点和接地点可以分别电子设备200中作为地板的金属中板221电连接。
52.在本技术实施例中,副辐射单元130的谐振频率可以大于主辐射单元110的谐振频率。即副辐射单元130工作在非谐振状态下,其谐振频率远高于主辐射单元110的工作频率。
53.具体地,副辐射单元130的谐振频率可以为主辐射单元110的谐振频率的1倍至3倍。副辐射单元130的谐振频率太小时,对低sar天线装置100的自由空间状态会产生影响,副辐射单元130的谐振频率太大时,副辐射单元130的辐射能力较小,从而导致低sar天线装置100的辐射效果较差。副辐射单元130的谐振频率为主辐射单元110的谐振频率的1倍至3倍时,既不会对低sar天线装置100的自由空间状态产生影响,还能确保低sar天线装置100的辐射效果。
54.参照图4所示,该低sar天线装置100还可以包括:第一传输线140以及第二传输线150,副辐射单元130的数量为一个,第一传输线140的一端与主辐射单元110相连,第一传输线140的另一端与副辐射单元130相连,第二传输线150的一端与副辐射单元130相连,第二传输线150的另一端与馈电源120相连。当副辐射单元130的数量为一个时,这样即可确保副辐射单元130的一端与主辐射单元110相连,副辐射单元130的另一端与馈电源120相连,从而确保馈电源120能够分别为主辐射单元110以及副辐射单元130串联馈电。
55.在本技术实施例中,第一传输线140的长度可以为第一传输线140的1/8波长至1倍波长之间。当主辐射单元110靠近人体300时,主辐射单元110的辐射能量占比减弱很多,此时副辐射单元130位于第一传输线140和第二传输线150的驻波电流的最大点附近,能够使得副辐射单元130的辐射能力大大增强。而第一传输线140的长度为第一传输线140的1/8波长至1倍波长之间,即可确保副辐射单元130位于第一传输线140和第二传输线150的驻波电流的最大点附近。
56.具体地,在一些实施例中,第一传输线140的长度可以为第一传输线140的1/8波长至1/2波长之间。第一传输线140的长度为第一传输线140的1/8波长至1/2波长之间,当副辐射单元130位于第一传输线140和第二传输线150的在人体状态下的驻波电流的最大点附近时的范围,从而能够进一步提升副辐射单元130的辐射能力。
57.示例性地,第一传输线140的长度可以为第一传输线140的1/8波长,1/7波长,1/6波长,1/5波长,1/4波长,1/3波长或者1/2波长等,本技术实施例对此并不加以限定,也不限于上述示例。
58.因而,相比于如图5所示的现有技术中的天线装置,即主辐射单元110与馈电源120之间直接通过传输线310来连接,本技术实施例通过在主辐射单元110与馈电源120之间的馈电传输路径上增加一个副辐射单元130,同时利用第一传输线140以及第二传输线150的行波和驻波特性的不同,副辐射单元130仅需很小的自由空间辐射能量占比,就能够实现人体300在距离低sar天线装置100为0mm时sar值的较大降低,且对主辐射单元110在自由空间状态下的性能影响非常微弱。
59.具体地,在低sar天线装置100在自由空间状态下,第一传输线140以及第二传输线150的信号处于行波状态。此时,主辐射单元110工作在谐振状态下时,副辐射单元130的谐振频率远离主辐射单元110的工作频率,即副辐射单元130工作在非谐振状态下。低sar天线装置100的大部分能量由主辐射单元110辐射出来,副辐射单元130的辐射能量占比很小,因而副辐射单元130对主辐射单元110的性能影响极其小。
60.在主辐射单元110靠近人体300时,主辐射单元110的一部分能量会被人体300反射回来,在第一传输线140以及第二传输线150上形成驻波。由于主辐射单元110的能量一部分被反射,一部分被人体300吸收,所以主辐射单元110的辐射能量占比减弱很多。副辐射单元
130位于第一传输线140以及第二传输线150上驻波电流的最大点附近,因而副辐射单元130的辐射能力大大增强。因为主辐射单元110的辐射能量占比减弱,副辐射单元130的能量占比增强,所以实现了主辐射单元的0mm sar值的降低。
61.另外,如图6或图7所示,该低sar天线装置100还可以包括:匹配电路160,匹配电路160的一端与主辐射单元110相连,匹配电路160的另一端与第一传输线140相连。通过在低sar天线装置100中设置匹配电路160,能够增加低sar天线装置100的可实现功能,进而能够增加具有该低sar天线装置100的电子设备200的可实现功能。
62.其中,在一种可能的实现方式中,匹配电路160至少可以包括:电容、电感或者电阻中的任意一种或多种。示例性地,匹配电路160中可以仅包括一个或多个电容,可以仅包括一个或多个电感,可以仅包括一个或多个电阻,也可以同时包括一个或多个电容以及一个或多个电感,也可以同时包括一个或多个电容以及一个或多个电阻,也可以同时包括一个或多个电阻以及一个或多个电感,还可以同时包括一个或多个电容,一个或多个电感以及一个或多个电阻,本技术实施例对此并不加以限定。
63.另外,可以理解的是,本技术实施例还提供另一种低sar天线装置100,如图10和图11所示,图10和图11所示的低sar天线装置100与图4所示的低sar天线装置100不同的是,该低sar天线装置100中的副辐射单元130的数量可以为两个。
64.需要说明的是,在本技术实施例中,低sar天线装置100中的副辐射单元130的数量为两个时,低sar天线装置100中的具体结构以及连接方式包括但不限于以下两种可能的实现方式:一种可能的实现方式为:参见图10所示,该低sar天线装置100可以包括:位于第一传输线140和第二传输线150之间的第三传输线170,两个副辐射单元130中的其中一者的一端与第一传输线140相连,两个副辐射单元130中的其中一者的另一端与第三传输线170相连,两个副辐射单元130中的另一者的一端与第三传输线170相连,两个副辐射单元130中的另一者的另一端与第二传输线150相连。
65.这样即可确保两个副辐射单元130相互串联,两个副辐射单元130中的其中一者与主辐射单元110相连,两个副辐射单元130中的另一者与馈电源120相连,从而确保馈电源120能够同时分别为主辐射单元110以及两个副辐射单元130馈电。
66.另一种可能的实现方式为:参见图11所示,该低sar天线装置100可以包括:第四传输线180以及第五传输线190,第四传输线180的一端与主辐射单元110相连,第四传输线180的另一端与两个副辐射单元130中的其中一者的一端相连,第五传输线190的一端与两个副辐射单元130中的其中一者的另一端相连,第五传输线190的另一端与馈电源120相连,两个副辐射单元130中的另一者的一端与第一传输线140相连,两个副辐射单元130中的另一者的另一端与第二传输线150相连。
67.这样即可确保两个副辐射单元130相互并联,两个副辐射单元130中的其中一者分别与主辐射单元110以及馈电源120相连,两个副辐射单元130中的另一者分别与主辐射单元110以及馈电源120相连,从而确保馈电源120能够同时分别为主辐射单元110以及两个副辐射单元130馈电。
68.需要说明的是,在本技术实施例中,对于同一个主辐射单元110,可以在主辐射单元110与馈电源120之间的馈电路径上增加任意数量的副辐射单元130,本技术实施例对比
并不加以限定。例如,可以在主辐射单元110与馈电源120之间的馈电路径上增加三个或者更多个副辐射单元130。
69.在本技术实施例中,低sar天线装置100中的副辐射单元130可以为金属贴片。示例性地,副辐射单元130可以为铜材质的金属贴片,银材质的金属贴片,或者镀银材质的金属贴片,本技术实施例对此并不加以限定,也不限于上述示例。另外,副辐射单元130的具体尺寸可以根据实际应用场景中的主辐射单元110的谐振频率决定。
70.在本技术实施例中,低sar天线装置100的副辐射单元130与金属中板之间的垂直距离可以为0.5mm-3mm。这样能够在确保低sar天线装置100的副辐射单元130悬空设置的同时,保证副辐射单元130的辐射性能。
71.例如,低sar天线装置100的副辐射单元130与金属中板之间的垂直距离可以为0.5mm,1.0mm,1.5mm,2.0mm,2.5mm或3mm等,本技术实施例对此并不加以限定,也不限于上述示例。这里需要说明的是,本技术实施例涉及的数值和数值范围为近似值,受制造工艺的影响,可能会存在一定范围的误差,这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
72.图12给出了本技术实施例提供的低sar天线装置100相比于现有技术中的天线装置在自由空间状态下的反射系数(s11)曲线对比图。由图12可以看出,本技术实施例提供的低sar天线装置100以及现有技术中的天线装置均工作在2.4-2.5ghz,为wifi 2.4g的工作频段,中心频率是2.45ghz。因而,可以得到,在自由空间状态下,副辐射单元130对主辐射单元110的工作频率基本不造成干涉和影响。
73.图13为本技术实施例提供的低sar天线装置100相比于现有技术中的天线装置在自由空间状态下的辐射效率曲线对比图。由图13可以看出,本技术实施例提供的低sar天线装置100的辐射效率和系统效率,以及现有技术中的天线装置的辐射效率和系统效率,在2.45ghz时都在-1.3db左右,基本是相同的。因而,可以得到,在自由空间状态下,副辐射单元130对主辐射单元110的辐射效率和系统效率基本不造成干涉和影响。
74.图14为现有技术中的天线装置在自由空间状态下时在2.45ghz下的辐射方向图。图15为本技术实施例提供的低sar天线装置100在自由空间状态下时在2.45ghz下的辐射方向图。结合图14和图15可以看出,本技术实施例提供的低sar天线装置100以及现有技术中的天线装置的方向图和方向性系数基本是相同的。综上,图12至图15的仿真结果表明,副辐射单元130增加后,对主辐射单元110在自由空间状态下的辐射性能基本上无影响。
75.图16为本技术实施例提供的低sar天线装置100相比于现有技术中的天线装置在人体0mm状态下的反射系数(s11)曲线对比图。由图16可以看出,本技术实施例提供的低sar天线装置100以及现有技术中的天线装置在2.45ghz处,低sar天线装置100的反射系数基本相同。
76.图17为本技术实施例提供的低sar天线装置100相比于现有技术中的天线装置在人体0mm状态下的辐射效率曲线对比图。由图17可以看出,低sar天线装置100增加副辐射单元130后,在人体300距离低sar天线装置100为0mm状态下,低sar天线装置100的辐射效率和系统效率均提升明显,大约提升6db左右。
77.图18为现有技术中的天线装置在人体0mm状态下的sar值。图19为本技术实施例提供的低sar天线装置100在人体0mm状态下的sar值。由图18和图19可以看出,本技术实施例提供的低sar天线装置100和现有技术中的天线装置的sar热点分布基本上是相同的,但是
本技术实施例提供的低sar天线装置100的sar值为3.2w/kg,现有技术中的天线装置的sar值为4.4w/kg,相对于现有技术中的天线装置,本技术实施例提供的低sar天线装置100的sar值有了明显的降低,这是因为主辐射单元110的辐射能量占比减弱,副辐射单元130的辐射能量占比增强导致的。
78.综上,以上仿真结果表明,本技术实施例通过在主辐射单元110与馈电源120之间的馈电传输路径上增加一个副辐射单元130,利用第一传输线140和第二传输线150的行波和驻波特性的不同,副辐射单元130仅需很小的自由空间辐射能量占比,就能够实现人体0mm天线sar值的较大降低,且对主辐射单元110自由空间性能影响非常微弱。
79.另外,需要说明的是,在一些实施例中,副辐射单元130可以是设置在电池盖的内表面,具体地,副辐射单元130可以为悬浮金属、石墨烯层或透明导电层。当然,在其它的一些实施例中,副辐射单元130可以不限于为悬浮金属天线、石墨烯天线以及透明天线,例如,该设置于电池盖25的内表面上的副辐射单元130还可以是其他设置于电池盖25的内表面上的能够被耦合而辐射信号的天线元件。
80.这样,馈电网络可大部分通过设置在电池盖的内表面上的副辐射单元130实现,从而能够减小天线在金属边框上的布局面积,降低对其它天线的影响,而且该低sar天线装置100可以在有限的设计空间内实现,在一定程度上有效节省了电子设备200内部的天线设计空间。在一定程度上,该低sar天线装置100可以在有限的设计空间内实现,有效节省了电子设备200内部的天线设计空间。而且,该低sar天线装置100无需在中框220的金属边框上额外开槽,不会影响电子设备200的工业设计外观,且同时可以有效降低手握影响。
81.需要说明的是,副辐射单元130可以印制或者粘贴于后壳250的内表面,或者,副辐射单元130也可以是嵌入后壳250的内表面,本技术实施例对副辐射单元130在后壳250的内表面上的具体设置方式并不加以限定,也不限于上述示例。当然,在其它的一些实施例中,副辐射单元130也可以是设置在后壳250的外表面,本技术实施例对此并不加以限定。
82.可以理解的是,在一些实施例中,本技术实施例提供的低sar天线装置100可以包括多组主辐射单元110以及多组副辐射单元130,以增加更多的辐射体,通过辐射体的数量的增加,低sar天线装置100能够实现更多模式的覆盖。
83.此外,需要说明的是,主辐射单元110和副辐射单元130可以为分集天线(div antenna)、wifi天线、蓝牙天线和gps天线、主天线(main antenna)或者中高频的多输入-多输出(multiple-input multiple-output,mimo)天线。其中,主辐射单元110位于电子设备200的底部时,能够使得电子设备200的sar值较低。
84.在本技术实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
85.在本技术实施例或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术实施例的限制。在本技术实施例的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。
86.本技术实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次
序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术实施例的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“可以包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
87.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案,而非对其限制,尽管参照前述各实施例对本技术实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例各实施例技术方案的范围。
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